【第十次投掷问题】成对房早十次问题大吗
马丁・加德纳著的《引人入胜的数学趣题》(上海科技教育出版社出版)里有这么一个问题:一只普通的骰子(就是赌博中用的那一种)有6个面,因此任何一面朝上的概率是六中一(假设骰子质地是均匀的,重心不偏移)即1/6,假设你将某一个骰子投掷了9次,每次的结果都是1点朝上,第十次投掷,1点还是朝上的概率是多少呢?它是大于1/6,还是小于1/6,或者仍然是1/6?
与这个问题类似的,大家也经常遇到的还有:
一位母亲有5个孩子了,这5个小家伙全是女孩子,这位母亲认为,她的下一个孩子是男孩子的可能性应该大于1/2,你说她这样的想法对吗?
我们不妨将这类迷惑性极大的问题称为“第十次投掷问题”,现在,许多人一直相信,第十次投掷,1点还是朝上的概率肯定小于1/6(因为前面出现这么多次了),那位母亲的下一个孩子是男孩的可能性确实要大于1/2(生了这么多女孩子了,应该要生男孩了吧)。
其实,这些思考是错误的。这是由于他们并没有理解等可能性事件的涵义,如果我们肯定地知道那是一只公正的骰子。那么这只骰子无论被投掷多少次,也无论投掷的结果哪一面朝上,在下一次投掷中6个面中每个面朝上的概率仍然都是1/6,同样地,那位母亲的下一个孩子是男孩子的概率仍然是1/2。
许多人很难相信这个结果,在轮盘赌和其他机遇性游戏中,形形色色的愚蠢的玩法体制都是基于这样的迷信:某一偶然事件出现得越是频繁,它再次出现的可能性就越小。
为了你不再受骗上当,不介意的话,下面介绍一点点概率知识,或许会对你的想法有点改变。
先说说试验,人们经常有意对某种自然现象作一些观察或研究,以探寻这个现象的某些规律,于是,人们规定,对某种自然现象作一次观察或进行一次科学试验,这个试验在相同条件下可以重复进行,而且每次试验的结果事前不可预言,就统称为一个随机试验,一般简称为试验。
进行试验,一般会观察到有多种不同的可能结果,比如投掷一枚硬币(质地均匀的),只有两种结果:正面或背面朝上,当然,至于投掷后硬币落在桌面上哪一个位置,朝哪个方向滚动等。这都不在我们的考虑范围内,
然后,我们将每一个可能的结果称为随机事件,简称为事件,比如:在0,1,2,…,9这十个数字中任取一个,可能有十种不同的结果:“取得一个数是0”,“取得一个数是2”,等等,这些就是事件。
为了更好地研究概率(通俗地说就是描述一个事件出现的可能性大小的数量指标),人们便探讨事件与事件的关系,这关系中比较重要的就是互不相容关系:
如果两个事件不能同时发生,我们称它们互不相容,比如,抛一个硬币,不可能同时得到正反两面都朝上的结果,于是,要得到两个不能同时发生的事件时,自然得进行两次以上的试验。
有一类事件比较特别:在一次随机试验中,如果事件的所有结果出现的可能性都相等,并且出现的结果为有限个,我们称这样的事件为等可能性事件,也就是说,对于这类事件,每进行一次随机试验,其每个结果出现的可能性都一样,且是客观存在的,上一次或下一次试验对其没有影响,比如文章开头提到的投掷骰子问题,就是等可能事件,这个概念。正是解决人们疑惑的关键所在。
现在,有个通俗的理解就是,一只骰子根本不会对它过去被投掷的结果有任何记忆,生下来的孩子,不会对未出生孩子的性别造成任何影响,这是肯定的。
有了这些知识,你再考察一下前面的问题,看看是不是还坚持原来的观点?
有必要提一下,如果用上面这些有趣的但容易出错的问题引入概率教学,然后再引导学生讨论,我想教学效果应该不是一般的好。
现在,留一个搞笑的问题给大家思考:在第一次世界大战中,士兵们在躲避炮弹的袭击时,都往新弹坑里面躲,因为他们认为,在很短的时间中,炮弹不可能恰好在同一地点上两次爆炸,士兵们的想法是否可信呢?
(责任编辑 李 闯)
